重要农药品种中间体的研究与开发我国目前已经成为全球主要农药生产与
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重要农药品种中间体的研究与开发我国目前已经成为全球
主要农药生产与
重要农药品种中间体的研究与开发
我国目前已经成为全球主要农药生产与消费国家之一,但是生产品种主要以传统和仿制
的中低档品种为主。我国农药生产与开发与发达国家和地区相比存在相当的差距,尤其是技
术开发水平低,新农药的创制与开发本身难度大、周期长、投入大;尽管经过多年研究与开
发,我国已经开发出部分拥有自主知识产权的创制农药,但是真正走入市场的并不多;面对
如此局面,我国农药除加大创制研发力度外,还应高度重视开发一些具有市场前景的专利过
期或即将过期的重要农药品种。本文将主要介绍一些专利过期不久或即将过期的一些重要农
药品种及其合成所需中间体开发与生产情况,为国内开发与生产这些农药及中间体提供参
考。
1 氟虫腈(fipronil)
由法国罗纳-普朗克公司开发,获中国专利授权(CN86108643),该化合物专利在2006年12月19日到期;同时,拜耳公司对氟虫腈及其中间体的制备方法也在我国获得专利授权
(CN95100789.0),此项专利的有效期将持续到2015年。
氟虫腈是一种苯基吡唑类广谱杀虫剂,主要是阻碍昆虫γ-氨基丁酸控制的氟化物代谢,具有触杀、胃毒和中度内吸作用,对鳞翅目、蝇类和鞘翅目等一系列害虫具有很高的杀虫活
性,与现有杀虫剂无交互抗性。氟虫腈2005年全球销售额为4.2亿美元,在杀虫剂品种销售额排名第4。
目前氟虫腈工业化生产合成路线主要有两条,一是以2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺为原料,经过重氮化得到重氮盐,再与2,3-二氰基丙酸乙酯反应得到;二是以2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼为原料与富马腈反应,再氧化得到产品。1.1 2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺
2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺主要合成路线有三条:?对三氟甲基苯胺法。对三氟甲基苯胺
在溶剂中直接氯化得到2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺。该法简单方便,但是对三氟甲基苯胺价格
较贵,生产成本比较高,国外主要采用该法生产。?对氯三氟甲苯法。对氯三氟甲苯与二甲
基甲酰胺和NaNH2在一定温度和压力下反应得到N,N-二甲基对三氟甲基苯胺,然后在光照
下氯化,脱甲基并环上氯化得到目的产品。该法步骤较长,''三废''量较大。?3,4-二氯三氟甲苯法。以3,4-二氯三氟甲基苯胺为原料,与二甲基甲酰胺及氢氧化钠在压力釜中反应,在
光照条件下氯化脱甲基并环上氯化得到产品。目前国内多家科研机构研究与开发此路线。此
路线更趋于合理,产品质量高,''三废''量有一定减少。1.2 2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼
目前研究主要方向是以对氯三氟甲基苯为原料,在三氯化铁存在下深度氯化得到3,4,5-三氯三氟甲苯,然后与水合肼反应得到2,6-二氯-4-三氟甲基苯肼。1.3 2,3-二氰基丙酸乙酯
2,3-二氰基丙酸乙酯合成方法,主要有分步法和一步法两种。分步法生产过程较为繁琐,
生产过程中产生对人体有害的剧毒品且''三废''量比较大,因此目前主要采用一步法生产。一
步法合成工艺为:将氰化钠和溶剂无水乙醇混合,充分溶解后,加入多聚甲醛,溶解后接着
加入氰乙酸乙酯,氰化钠、多聚甲醛、氰乙酸乙酯投料比例为
1:1:0.91(m:m)。然后使用盐酸酸化后,再经过萃取水洗得到粗品,最后精馏去除溶剂得到产品。目前国内泰州天源化工有
限公司等数家企业采用该法生产2,3-二氰基丙酸乙酯。
2 溴虫腈(chlorfenapyr)
由美国氰胺公司开发,获中国专利授权(CN88106516.1),该专利将在2008年7月28日到期。德国巴斯夫公司在中国获得虫螨腈原药和10%虫螨腈悬浮剂临时登记。目前国内江苏
龙灯化学有限公司和广东德利生物科技公司有相关登记。
溴虫腈是一种新型吡咯类广谱杀虫杀螨剂,在植物表面渗透性强,有一定内吸活性,兼
有胃毒和触杀作用,可以防治多种鳞翅目、双翅目、鞘翅目、半翅目害虫和螨类,并可有效
防治对氨基甲酸酯类、有机磷类和拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性的昆虫。
溴虫腈的合成方法主要有:?2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈在光照下与溴反应,再与乙醇钠反应得到;?芳基吡咯腈在叔丁醇钾作用下,在四氢呋喃中与氯甲基乙基醚反应;?
芳基吡咯腈在DMF、三氯氧磷、三乙胺存在下与二乙氧基甲烷反应得到。其中主要中间体
为芳基吡咯腈,国内外研究主要集中以2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈为原料的路线上。2.1 2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈
有关芳基吡咯-3-腈专利报道比较多,国外公司一般采用2-对氯苯基甘氨酸为原料,三氟乙酸酐为三氟乙酰化剂,并关环成4-对氨基苯基-2-三氟甲基吡唑啉-5-酮,再与2-氯丙烯腈反应生成2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。国外在我国申请不少专利,如有三氯化磷和
三乙胺存在下用三氟乙酸进行三氟乙酰化,或用三氟乙酰氯代替三氟乙酸反应的,也有选择
合适的极性溶剂和碱等。
国外也有研究人员采用对氯苯基三氟乙酰胺基腈为原料,在酸存在下与酰卤反应生成噁
唑胺的酰化衍生物,继而在碱性条件下与2-氯丙烯腈反应得到2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。
国内许多科研机构也进行了大量研究,如郑州大学和大连理工大学,以对氯苄胺为基础
原料,在三氯化磷存在下与三氯乙酸反应,三氟乙酰化得到N-对氯苄基三氟乙酰胺;然后在三氯氧磷存在下通过氯化得到对氯苄基氯三氟乙酰亚胺;在碱的存在下对氯苄基氯三氟乙
酰亚胺与氯代丙烯腈发生1,3偶极环加成反应,区域定向性地得到2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。该路线尽管步骤比较多,但是原料价廉易得,国此具有较高的应用开发价值。
国内还有一些文献报道以对氯苯基氨基丙烯腈经过溴化后与三氟甲基丙酮环合得到2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈,尽管该法简单,但是原料来源比较困难。
3 四氟苯菊酯(transfluthrin)
该品种由拜耳公司开发,获中国专利授权(CN88100834),该专利将在2008年2月11日到期。拜耳公司在我国获得拜奥灵原药的临时登记,国内相关登记企业有江苏常州康泰化工
有限公司和扬农化工股份有限公司。四氟苯菊酯是一种高效、低毒的卫生用拟除虫菊酯杀虫
剂,具有吸入、触杀和驱避活性,对蚊虫具有快速击倒作用,用作多种蚊香、驱蚊片的原料,
也可以有效防治苍蝇、蟑螂和白粉虱,其药效远高于烯丙菊酯。由于常温下的饱和蒸气压比
较高,四氟苯菊酯还可用于制备野外和旅游用的杀虫产品,从而将卫生杀虫剂的应用从室内
拓展到室外。
四氟苯菊酯合成主要是以2,3,5,6-四氟苄醇为原料,在甲苯作为溶剂的情况下与吡啶和
二氯菊酰氯进行反应制得。其中四氟苄醇为关键的中间体,二氯菊酰氯则为多种拟除虫菊酯